[发明专利]一种植物根系养分吸收模拟装置及其使用方法

权利要求书

1.一种植物根系养分吸收模拟装置，其特征在于：包括采样管、供液系统和低压系统，所述采样管分别与供液系统、低压系统连接；所述采样管包括采样管体以及覆在采样管体外壁上的阴/阳离子交换膜；采样管体的外壁上设有若干个孔，且采样管体外壁在各孔之间还设有若干个凹槽。

2.根据权利要求1所述的植物根系养分吸收模拟装置，其特征在于：所述凹槽包括环凹槽和主凹槽，环凹槽设于竖直方向上相邻的两个孔之间，主凹槽为一沿轴向延伸的沟槽；各环凹槽汇聚于主凹槽处，且各环凹槽与主凹槽之间形成多个“个”字形。

3.根据权利要求2所述的植物根系养分吸收模拟装置，其特征在于：所述采样管体上的各孔呈现矩阵排列，竖直方向上每相邻的两个孔之间的圆心距为1.0～1.5cm。

4.根据权利要求2所述的植物根系养分吸收模拟装置，其特征在于：所述供液系统包括贮液瓶、供液管、流量调节器和滴头，供液管的一端与贮液瓶连接，另一端与滴头连接，滴头嵌入到采样管的主凹槽中；所述流量调节器设于所述供液管上；在贮液瓶的瓶口还连接有与其相通的通气管，通气管的另一端通往大气。

5.根据权利要求4所述的植物根系养分吸收模拟装置，其特征在于：所述低压系统包括抽气管、螺旋止水夹、三通阀、注射器和管塞，所述抽气管的一端插入管塞中，并通过管塞与采样管连接，另一端与三通阀连接，所述三通阀与注射器连接，所述螺旋止水夹设置于抽气管上。

6.根据权利要求5所述的植物根系养分吸收模拟装置，其特征在于：所述注射器的活塞柱上设有两对缺口，注射器的管体上设有固定片，所述缺口与固定片卡接。

7.根据权利要求5所述的植物根系养分吸收模拟装置，其特征在于：所述采样管体的下端密封，其上端塞有低压系统的管塞。

8.根据权利要求5所述的植物根系养分吸收模拟装置，其特征在于：所述采样管外还套有管套。

9.根据权利要求8所述的植物根系养分吸收模拟装置，其特征在于：该装置还包括装有NaHCO₃溶液或HCl溶液的洗脱筒，采样管置于洗脱筒中。

10.根据权利要求9所述装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将采样管浸泡于装有NaHCO₃溶液的洗脱筒中，使阳离子交换膜被Na⁺饱和，阴离子交换膜被饱和；使用前将采样管取出，用去离子水清洗采样管3～5次，套上管套；

(2)向供液系统的贮液瓶内注入相当于待测点土壤田间持水量的去离子水；将采样管埋置于待测点土壤中，取出管套，使采样管上的阴/阳离子交换膜与待测土壤紧密接触；

(3)待采样管埋置稳定后打开供液系统，调节流量调节器将供液管的流量控制在4～6ml·min^-1；

(4)将三通阀旋至与大气隔离处，拉动注射器的活塞至设定刻度处卡接，使采样管内形成低压，调节螺旋止水夹以控制采样管内的压强与外界大气平衡所需时间为2～3min，一定时间后旋转三通阀至与大气相通处，推动注射器的活塞排出其中的空气，重复上述操作若干次；

(5)当采样管在待测土壤中埋置时间达到预定时间后，取出采样管，拆开供液系统、低压系统与采样管的连接，清除粘附于离子交换膜上的土粒；

(6)将采样管置于装有HCl溶液的洗脱筒中洗脱一定时间；

(7)待达到设定时间后，将采样管取出，采用常规方法对HCl溶液进行分析；

(8)用去离子水洗去洗脱筒及采样管上残留的HCl后，将NaHCO₃注入洗脱筒中，并将采样管浸入其中，留待下一次使用。